TWI689137B - 用於高速信號傳輸的連接器 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種具有一豎向連接結構的線纜連接器，其透過利用一單個的金屬殼有效地消除雜訊來允許高速信號傳輸，其中，連接器包括：一插頭，用於收容位於兩側的一對線纜；以及一插座，包括：一殼體，連接於所述插頭；多個接觸端子，連接於所述殼體以與所述線纜的一信號導體接觸；以及一金屬殼，具有多個接地端子，以與所述線纜的一接地導體接觸並覆蓋所述殼體地被連接，其中，透過將所述插頭與所述插座連接，所述接觸端子與所述線纜的一內側的信號導體接觸以傳輸一信號至一基板，且所述接地端子與所述線纜的一外側的接地導體接觸以將所述線纜接地於所述基板。本發明可具有一效果：僅透過一個金屬殼能夠解決雜訊問題，從而減少了部件的數量，降低了製造成本並提高了組裝效率。

Description

用於高速信號傳輸的連接器
本文說明的實施例概況而言涉及一種連接器，且更具體地，涉及一種具有一豎向連接結構的線纜連接器，其透過利用一單獨的金屬殼有效地消除雜訊來允許高速信號傳輸。
最近，隨著電子產品尺寸的變小和性能的提高，大量電子裝置佈置在一印刷電路板(PCB)上，且多個信號對應地並行輸入一產品或由所述產品輸出。一柔性扁平線纜(FFC)或柔性印刷電路(FPC)等廣泛用於這些裝置之間的電連接和信號傳輸。FFC或FPC(以下稱為一“線纜”)具有多個並行佈置的導體以形成一單個的線纜且與一剛性PCB相比在設計上具有一高度的靈活性。這種線纜可以可拆卸地連接於安裝在一基板上的一插座上，同時線纜連接於一插頭並經由插頭和插座與基板電連接。
圖1和圖2分別是說明根據現有技術的一連接器以及連接器的一連接結構的一立體圖和一剖視圖。
如圖所示，一傳統的連接器具有一水平連接結構且包括連接於一線纜1的一插頭10以及安裝於一基板2以收容插入的插頭10的一插座20。
插頭10包括：一插頭殼體11，其中一線纜收容部12形成為收容並固定線纜1；以及一插頭金屬殼13，連接於插頭殼體11的線纜收容部12。插頭 金屬殼13設有至少一個接地端子14，且接地端子14具有朝向線纜收容部12突出的一接觸部。
此外，插座20可包括：一插座殼體21，形成一插頭收容部22，插頭收容部22具有在其中央的一開口；一插座金屬殼23，安裝在基板2上，以固定插座殼體21同時覆蓋插座殼體21的上部；以及多個接觸端子25，連接於插座殼體21以使一接觸部朝向插頭收容部22突出。插座金屬殼23可設有至少一個接地端子24，且接地端子24的接觸部可朝向插頭收容部22突出。
根據具有上述結構的連接器，如圖2所示，在插頭殼體11的前端插入插座殼體21的插頭收容部22時，插頭10可連接於插座20。然後，插座20的接觸端子25可與在線纜1一側的一信號導體1a接觸以在插頭10與插座20之間形成一信號路徑S1，且插座20的接地端子24可與在線纜1的另一側的一接地導體1b接觸以形成一接地路徑S2。
由於線纜1與基板2之間的信號傳輸是透過接觸端子25在最短路徑上進行的，所以連接器具有能夠高速信號傳輸的優點。進一步地，根據本連接器，插座金屬殼23以及插頭金屬殼13可以阻擋外部雜訊，且內部雜訊可以透過對應金屬殼13、23的接地端子14、24釋放到外面，由此獲得高信號品質的高速傳輸。
然而，根據如上所述的傳統的連接器，插頭10和插座20均應設有金屬殼13、23以阻擋並釋放雜訊。因此，存在的一個問題是，因為部件數量的增加而將增加製造成本並將導致組裝過程複雜。此外，由於線纜1的雜訊經由 插頭金屬殼13和插座金屬殼23從接地導體1b向外釋放，所以連接器難以快速釋放雜訊。而且，用於與對應的金屬殼13、23接觸的空間應固定在插頭金屬殼13和線纜1之間，因此，存在連接器的整體厚度變厚的缺點。
進一步地，根據傳統的連接器，當線纜1的接地導體1b與插座金屬殼23的接地端子24接觸時，接地導體1b的前端與接地端子24撞擊(impact)以使二者之間發生接觸。由一軟的導電帶製成的接地導體1b在與由一剛性的金屬材料製成的接地端子24撞擊過程中可能容易被損壞。因此，根據傳統的連接器，由於接地導體1b的損壞而經常出現接觸失效。
進一步地，當前電子設備之間傳輸的信號的類型和數量逐漸增加，但傳統的連接器仍然具有一個線纜1連接於基板2的結構。為了滿足這種需求，應增加線纜和連接器的寬度，或者應透過多個線纜與多個連接器傳輸信號。然而，對於有效地利用空間以將一個寬度大的連接器或大量的連接器安裝在基板上而言，在結構設計上存在困難。
為了解決這一問題，韓國專利公開號KR 10-2004-0105566A公開了多個線纜能成批連接於其上的一連接器。然而，根據上述現有技術的連接器，由於線纜僅以兩排連接於連接器，存在根本不能解決雜訊問題的缺點且由於信號傳輸路徑複雜而不適用於高速信號傳輸。
現有技術的示例包括韓國專利公開號KR10-2004-0105566A(在2004年12月16日公開的“插接式連接器以及包括插接式連接器的電連接器”)。
為了解決上述問題，本發明的一目的在於提供一種用於高速信號傳輸的連接器，其能夠解決雜訊問題同時使部件的數量最少化，從而降低製造成本並提高組裝效率。
此外，本發明的另一目的在於提供一種用於高速信號傳輸的連接器，其中透過連接一雙線纜可以有效地利用空間。
進一步地，本發明的又一目的在於提供一種用於高速信號傳輸的連接器，其透過防止在連接時連接器的端子和線纜的導體之間的撞擊而能夠提高連接的可靠性，從而使導體的損壞最小化。
為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種連接器，其包括：一插頭，用於收容位於兩側的一對線纜；以及一插座，包括：一殼體，連接於所述插頭；多個接觸端子，連接於所述殼體以與所述線纜的一信號導體接觸；以及一金屬殼，具有多個接地端子，以與所述線纜的一接地導體接觸並覆蓋所述殼體地被連接，其中，透過將所述插頭與所述插座連接，所述接觸端子與所述線纜的一內側的信號導體接觸以傳輸一信號至一基板，且所述接地端子與所述線纜的一外側的接地導體接觸以將所述線纜接地於所述基板。
所述插頭可在兩側具有用於引導所述接地端子的插入的一端子引導孔，且所述接地端子可配置成在一接地接觸部沿所述端子引導孔滑動的同時與所述接地導體接觸。
此外，所述端子引導孔可具有一端子引導突起，以防止所述接地 接觸部與所述接地導體的一前端撞擊，且所述端子引導突起可形成為比所述線纜厚的一厚度。
進一步地，所述端子引導孔可相對所述插頭的兩側形成在具有一非對稱結構的一位置，以防止錯誤插入所述插座。
進一步地，所述接地端子可具有在一朝向所述殼體的一插頭收容部的方向彎曲的一接地臂部。
本發明可具有一效果：僅透過一個金屬殼能夠解決雜訊問題，從而減少了部件的數量，降低了製造成本並提高了組裝效率。
此外，本發明可提供一效果：透過一個連接器將兩個線纜連接於基板，能夠有效地利用連接空間。
進一步地，本發明可具有一效果：在將插頭與插座殼體連接的過程中，由於接地端子不會與線纜的接地導體的前端撞擊，所以對接地導體的損壞能夠最小化並能夠改進連接的可靠性。
100:插頭
110:插頭殼體
120:內框體
130:線纜收容部
140:連接桿
141:彈性片
142:推動突部
143:扣持突部
150:鎖定臂
160:端子引導孔
170:端子引導突起
200:線纜
210:信號導體
220:接地導體
220':前端
300:插座
310:插座殼體
311:中心框體
312:插頭收容部
313:桿插入槽
314:端子組裝槽
320:接觸端子
321:信號安裝部
322:延伸部
323:信號接觸部
330:金屬殼
331:接地端子
332:接地臂部
333:接地接觸部
334:接地安裝部
400:基板
S:最短信號路徑
S':接地路徑
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是示出根據現有技術的一連接器的一立體圖；圖2是示出圖1的連接器的一連接狀態剖視圖(coupling cross-sectional View)；圖3是示出根據本發明的一實施例的一連接器的一立體圖； 圖4是示出圖3的連接器的一剖視圖；圖5是示出根據本發明的一實施例的一連接器的一連接結構的一剖視圖；圖6是示出圖5的一插頭的一主要部分的一剖視圖；圖7是示出圖5的一插頭殼體的一主要部分的一仰視圖；以及圖8A至圖8C是示出一插頭與一插座之間的一連接過程的剖視圖。
本發明的各個方面以及根據本發明的這些方面將要實現的技術目的將從如下所述的優選實施例中更清楚。在下文中，將參考附圖詳細說明根據本發明的優選實施例。
圖3是示出根據本發明的一實施例的一連接器的一立體圖；且圖4是示出圖3的連接器的一剖視圖。
如圖所示，根據本發明的一實施例，連接器可包括連接於一對線纜200的一插頭100以及安裝並固定於一基板400的一插座300，且連接器可具有一豎向連接結構以使插頭100在豎向方向上連接於插座300。
更具體地，插頭100可包括連接於一對線纜200的一插頭殼體110，其中，一對線纜收容部130可形成於殼體(即插頭殼體)110內以分別收容一對線纜200。插頭殼體110可由使用一絕緣材料(諸如塑膠)的一射出成型體製成。
此外，插頭殼體110可形成為一六面體形狀的腔體，腔體具有一預定的厚度、寬度和長度同時在一縱向方向(z方向，即，連接方向)上穿過 中央部分。一內框體120可形成在插頭殼體110的內部以在厚度方向(y方向)兩側將一對線纜收容部130分隔同時在寬度方向(x方向)上橫跨腔體的內部空間。因此，借助於內框體120，插頭殼體110可提供形成在厚度方向(y方向)一側的一第一線纜收容部130以及形成在厚度方向(y方向)另一側的一第二線纜收容部130。
進一步地，在插頭殼體110的寬度方向(x方向)的兩側均可形成有一連接桿140以對與插座300的連接進行引導並鎖定。連接桿140可連接於插頭殼體110以使一彈性片141的具有一預定長度的兩端與插頭殼體110間隔一預定距離，且一推動突部142以及一扣持突部143可分別形成在彈性片141的外側。扣持突部143可具有一扣持結構，扣持結構在連接方向的一側(z平面)具有一斜面。因此，連接桿140可使得在插頭100的連接方向的連接容易而無需單獨的操作，且當分離插頭100時，可透過經由向內推動推動突部142的操作的解除鎖定而使插頭100與插座300分離。
進一步地，插頭殼體110可設有用於固定線纜200的插入的一鎖定臂150。鎖定臂150可形成在插頭殼體110的厚度方向(y方向)的兩個外框上，且優選地，至少兩個鎖定臂150可以一預定間距形成。當線纜200完全插入線纜收容部130時，鎖定臂150可插入形成在線纜200上的一鎖定槽(未示出)內以防止線纜200脫離。
此外，插頭殼體110可設有當插頭殼體110連接於插座300時用於引導一接地端子331的一端子引導孔160。端子引導孔160可沿插頭殼體110的連 接方向(z方向，即縱向方向)形成以使接地端子331的接地接觸部333能夠滑動，且多個端子引導孔160可對應於接地端子331的位置形成。
根據具有上述結構的插頭100，一第一線纜200可插入並連接於第一線纜收容部130，且一第二線纜200可插入並連接於第二線纜收容部130。線纜200可由一FFC或一FPC線纜製成。用於信號傳輸的一信號導體210可形成在線纜200的一側，且用於接地的一接地導體220可形成在線纜200的另一側。
如上所述，均具有形成在其兩側的信號導體210和接地導體220的一對第一線纜200和第二線纜200可插入並連接於具有一對稱結構的第一線纜收容部130和第二線纜收容部130。根據本發明的一示例性實施例，第一線纜200和第二線纜200可插入第一線纜收容部130和第二線纜收容部130以使信號導體210彼此面對。換而言之，第一線纜200和第二線纜200可連接於插頭100以使信號導體210形成在朝內的一側並使接地導體220形成在朝外的另一側。由此，由於形成在第一線纜200和第二線纜200上的信號導體210以朝內彼此面向地被連接，因此能夠保護它們免受外部設備等的干擾，並能夠提前防止短路的風險等。
另外，插座300可包括：一插座殼體(即殼體)310，界定一插頭收容部312；多個接觸端子320，連接於插座殼體310以使信號接觸部323朝向插頭收容部312突出；以及一金屬殼330，安裝於基板400同時覆蓋插座殼體310以將插座殼體310固定於基板400。
插座殼體310可透過插頭殼體110插入而使得插頭100與插座300 之間建立連接並可由使用一絕緣材料(諸如塑膠)的一射出成型體製成。插座殼體310可形成為一六面體形狀以使由中央部突出的一中心框體311形成於其內。進一步地，插座殼體310可在中心框體311的周圍形成與插頭殼體110的前端對應的一跑道形(track-shaped)的插頭收容部312。
此外，插座殼體310可包括：一桿插入槽313，形成在插頭收容部312的寬度方向(x方向)的側部以供一連接桿140插入。一扣持槽(未示出)可形成在桿插入槽313內，從而連接桿140的扣持突部143彈性地插入並扣持於扣持槽中。
另外，插座殼體310可設有一接觸端子320組裝在其內的一端子組裝槽314。在中心框體311的兩側均可以在寬度方向(x方向)按一預定間距形成有多個端子組裝槽314。
接觸端子320可將線纜200與基板400電連接以提供一路徑，透過該路徑可以在線纜200與基板400之間傳輸信號，且接觸端子320可由一高導電性的金屬材料製成。為此，接觸端子320可包括：一信號安裝部321，焊接於基板400的信號墊；一延伸部322，從信號安裝部321向上延伸；以及一信號接觸部323，從延伸部322向一側突出。多個具有上述結構的接觸端子320可被組裝插入到插座殼體310的各自的端子組裝槽314中，以使信號接觸部323朝向插頭收容部312。
金屬殼330可為覆蓋插座殼體310地被連接的一金屬框，其中金屬框能阻擋外部雜訊的流入並將內部雜訊釋放到外部，同時將插座殼體310固定 於基板400，由此避免了高速傳輸信號的失真。為此，金屬殼330可由一導電的金屬材料製成並覆蓋插座殼體310的外側地被連接。
金屬殼330還可設有與線纜200的接地導體220接觸的一接地端子331。接地端子331可包括：一接地臂部332，透過將金屬殼330的上端的一部分切開朝向插座殼體310的插頭收容部312彎曲；以及一接地接觸部333，從接地臂部332的端部向下彎曲、朝向插頭收容部312突出。然後，多個接地端子331可在厚度方向(y方向)的兩側形成兩個框部。根據本實施例，兩個接地端子331可分別形成在兩側。進一步地，接地端子331可形成在兩個框部上的彼此非對稱的不同位置上。根據具有這一非對稱結構的接地端子331，當插頭100顛倒插入時，接地端子331以及端子引導孔160的位置可彼此錯位以阻擋插頭100的插入，由此避免插頭100與插座300之間的錯誤連接。
另外，接地端子331的接地臂部332可由金屬殼330向內彎曲以具有一預定的斜面。當插頭100和插座300彼此連接時，接地端子331的接地臂部332可由金屬殼330被向外推出大致線纜200的厚度。對應地，接地端子331透過這種變形不會突出到金屬殼330的外部。
此外，金屬殼330可包括焊接於基板400的一接地安裝部334。金屬殼330的下端的一部分可彎曲並沿水平方向延伸，以使接地安裝部334焊接於基板400的接地墊。
具有上述結構的插座300可透過將接觸端子320插入插座殼體310的端子組裝槽314而被組裝。將金屬殼330沿插座殼體310的外側組裝之後，接 觸端子320的信號安裝部321以及金屬殼330的接地安裝部334可分別焊接於基板400的信號墊以及接地墊，並安裝於基板400上。
圖5是示出根據本發明的一實施例的一連接器的一連接結構的一剖視圖；圖6是示出圖5的一插頭100的一主要部分的一剖視圖；圖7是示出圖5的一插頭殼體110的一主要部分的一仰視圖；以及圖8A至圖8C是示出一插頭100與一插座300之間的一連接過程的剖視圖。
如圖3~5所示，插頭100可透過將插頭殼體110的前端插入插座殼體310的插頭收容部312而連接於插座300，其中一對線纜200分別連接第一線纜收容部130和第二線纜收容部130。當插頭100與插座300之間完全連接時，接觸端子320可與位於線纜200的內側的信號導體210接觸，且接地端子331可與位於線纜200的外側的接地導體220接觸。
然後，在線纜200與基板400之間可形成經由接觸端子320線性連接的最短信號路徑S。因此，在線纜200與基板400之間高速信號傳輸成為可能。另外，線纜200可透過插座300的金屬殼330來遮罩外部雜訊，且接地導體220可沿經由接地端子331形成的接地路徑S'接地於基板400，以使內部雜訊很快地被釋放。因此，透過使線纜200與基板400之間的雜訊影響最小化，可以有效地進行高速傳輸。
此外，根據本發明的一方面，在將插頭100與插座300連接的過程中，可以防止損壞線纜200的接地導體220。為此，如圖5和圖6所示，一端子引導突起170可形成在插頭殼體110的端子引導孔160中。端子引導突起170可在端 子引導孔160的連接方向的前部以比線纜200(包括至少接地導體220)的厚度厚的一厚度形成。對應地，線纜200和接地導體220可位於端子引導突起170的後部，且接地導體220的前端220'可被端子引導突起170遮擋。因此，當插頭100連接於插座300時，端子引導突起170能夠防止接地接觸部333與接地導體220的前端220'撞擊。
另外，彼此面對面對稱的一對線纜200在與多個接觸端子320接觸時可由插頭殼體110的內向朝向外向被彈性施壓。然後，如圖7所示，插頭殼體110的兩個框部和線纜200可能發生一輕微的向外的彎曲變形。此外，由於接地端子331在內向與線纜200的外側接觸，所以即使金屬殼330設有數量少的接地端子331，也能保證接地端子331與線纜200的接地導體220之間的接觸的穩定性。因此，線纜200的接地導體220可透過數量少的接地端子331施壓，而使對接地導體220的損壞最小化並提高接觸的穩定性。
插頭100與插座300之間的連接過程將參照圖8A至圖8C詳細地說明。在連接的初始階段，如圖8A所示，接地端子331的接地接觸部333可能與插頭殼體110的端子引導突起170撞擊。隨後，隨著連接過程之繼續進行，如圖8B所示，接地接觸部333可沿著端子引導突起170的表面滑動並移動到後方。當完成連接時，如圖8C所示，接地接觸部333可施壓並接觸接地導體220的表面。
由此，在插頭100與插座300連接的過程中，借助於端子引導突起170，能夠防止接地端子331的接地接觸部333與接地導體220的前端220'撞擊。因此，可以最小化由於反復連接對接地導體220的損壞。另外，由於接地端子 331在接觸端子320與信號導體210之間的接觸之前接觸接地導體220，所以雜訊可以提前消除，由此保護信號路徑上的電路區域。
儘管本文已經參考某些實施例說明了本發明，但應理解的是，本發明所屬領域的普通技術人員可以做出各種修改和其它等同實施例。
100:插頭
110:插頭殼體
140:連接桿
141:彈性片
142:推動突部
143:扣持突部
150:鎖定臂
160:端子引導孔
170:端子引導突起
200:線纜
220:接地導體
300:插座
310:插座殼體
311:中心框體
312:插頭收容部
313:桿插入槽
320:接觸端子
330:金屬殼
331:接地端子
334:接地安裝部
400:基板

Claims (6)

  1. 一種用於高速信號傳輸的連接器，包括：一插頭，用於收容位於兩側的一對線纜；以及一插座，包括：一殼體，連接於所述插頭；多個接觸端子，連接於所述殼體以與所述線纜的一信號導體接觸；以及一金屬殼，具有多個接地端子，以與所述線纜的一接地導體接觸並覆蓋所述殼體地被連接，每一接地端子具有相對彎折的一接地臂部及一接地接觸部，且所述殼體部分被夾置覆蓋於該接地臂部及該接地接觸部之間；其中，透過將所述插頭與所述插座連接，所述接觸端子與所述線纜的一內側的信號導體接觸以傳輸一信號至一基板，且所述接地端子與所述線纜的一外側的接地導體接觸以將所述線纜接地於所述基板。
  2. 如請求項1所述的連接器，其中，所述插頭在兩側具有用於引導所述接地端子的插入的一端子引導孔，且在所述接地端子的該接地接觸部沿所述端子引導孔滑動的同時所述接地端子與所述接地導體接觸。
  3. 如請求項2所述的連接器，其中，所述端子引導孔具有一端子引導突起，以防止所述接地接觸部與所述接地導體的一前端撞擊。
  4. 如請求項3所述的連接器，其中，所述端子引導突起形成為比所述線纜厚的一厚度。
  5. 如請求項2所述的連接器，其中，所述端子引導孔相對所述插頭的兩側形成在具有一非對稱結構的一位置，以防止錯誤插入所述插座。
  6. 如請求項1所述的連接器，其中，所述接地臂部朝向所述殼體的一插頭收容部的方向彎曲。
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